Propiedades optoelectrónicas del grafeno

Arricibita Yoldi, Íñigo
Martín Moreno, Luis (dir.)

Universidad de Zaragoza, CIEN, 2014
Departamento de Física de la Materia Condensada, Área de Física de la Materia Condensada

Graduado en Física

Resumen: En este trabajo se hace un estudio teórico de la propagación de ondas electromagnéticas en la superficie del grafeno y cómo la presencia de defectos en la conductividad eléctrica puede alterar tal propagación. Se parte de las ecuaciones de Maxwell en el vacío, donde asumimos que tenemos la lámina de grafeno, y se imponen las condiciones de contorno al encontrarse con el material. Así se encuentran los coeficientes de reflexión y transmisión de la onda. A partir de este resultado se comprueba que sólo puede haber ondas electromagnéticas confinadas en el material si se descompone en modos transversales magnéticos. Partiendo de esta base se desarrolla un modelo de propagación de la onda electromagnética en la superficie (ó GSP, del inglés \textit{Graphene Surface Plasmon}) bajo defectos en la conductividad y se comprueba que la amplitud del campo eléctrico se calcula en base a una ecuación integral. Después, se aplica este modelo al caso de un defecto en forma de gaussiana, en el cual se presenta el resultado para la First Order Born Approximation (FOBA), caso estudiado con detalle en el artículo Scattering of Graphene Plasmons by Defects in the Graphene Sheet. Después, se aplica el modelo al caso de tener $N$ defectos gaussianos. Tras su estudio teórico, se presentan los resultados de las simulaciones de este sistema variando diferentes parámetros. Finalmente, a la vista de estos resultados, se estudia cómo podría usarse la variación de estos parámetros para aplicaciones tecnológicas, viendo que la estructura periódica permite una mayor monocromaticidad e intensidad en la señal, así como la posibilidad de señales múltiples de reflexión.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado